制导炮弹欧美海军的新宠
往往组合使用不同的增程技术,以实现最佳的增程效果。
增程制导弹药
1994年,美国海军与得克萨斯仪器公司签订合同,开始为MK-45 Mod4型127毫米舰炮研制远程制导炮弹,即
EX-171“增程制导弹药”(ERGM)。
ERGM长1.55米,重50千克,外形就像一枚导弹。
其基本设计实际源于“死眼”半主动激光制导炮弹,但采用了GPSANS复合制导和火箭助推―滑翔增程技术,据称最大射程可达111千米,精度为10-20米。
制导系统是Draper实验室研制的“低成本制导电子单元”(LCGEU),主要由GPS 接收机、惯性传感器、信号处理器、电源、环境装置等部件组成,采用模块化设计,因此必要时可以方便地更换部件。
为了降低成本,LCGEU大量使用了廉价的民用元件,如每轴价格仅为30美元的加速度计,使得ERGM的单价基本可以实现5万美元的预定目标。
ERGM发射后沿弹道飞行,火箭发动机随后点燃。
到达
弹道最高点时,制导系统控制弹头前端的鸭式舵展开,并捕捉GPS信号。
下落到合适位置时,以亚音速向目标滑翔飞行。
到达目标上方后垂直落下,以最大限度地发挥战斗部的效能。
ERGM最初选用的是子母式战斗部,内装72枚EX-1子弹药,后来改用18千克的单一式战斗部。
由于比普通的海军炮弹长,ERGM发射时需要两次装填,因此射速从最初设想的20发/分减为10发/分,但它具有所谓“多弹同时弹着”能力,即先后发射的多发炮弹通过不同的弹道和飞行时间,可在同一时间抵达目标,使一门舰炮实现多门舰炮齐射才能达成的效果。
就ERGM而言,每分钟发射的10发炮弹可在同一时间命中55千米处的目标,这意味着首次命中就能置目标于死地,不给目标留下任何逃生的机会。
如果ERGM采用10发齐射方式,可以完全覆盖450米x100米的区域。
由于射程和重量因素,ERGM发射时的炮口动能高达18兆焦(普通炮弹仅为10兆焦),因此对火炮身管提出很高要求。
为此,美国海军特地为Mk-45Mod4舰炮加固了身管。
即便如此,发射ERGM仍然会大大降低身管的寿命。
例如,Mk-45 Mod4舰炮身管能够发射超过8 000发普通炮弹,但只能发射不到3 000枚ERGM』匝便说明的是,Mk-45Mod4型舰炮目前已列装部分“阿利.伯克”级驱逐舰,该级舰的大型弹药库可容纳232枚ERGM和232枚普通炮弹。
1996年7月,ERGM进入工程研制阶段,此时得克萨斯仪器公司刚被雷锡恩公司兼并,后者顺手接过了其研制工作。
从2002年开始,ERGM开始了一系列发射试验。
2002年5月在尤马靶场,该弹在发射试验中验证了一些关键功能,如适时启动火箭发动机、展开鸭式舵、准确接收GPS数据以及验证攻击精度等。
2003年10月,1枚ERGM从127毫米身管发射后,被制导至82千米外,落在距离目标10米处。
2005年2月,雷锡恩公司又在白沙靶场发射了2枚ERGM,其中1枚准确命中74千米外的目标并引爆战斗部,但另1
枚由于制导系统的原因未能命中目标。
尽管ERGM的研制和试验工作取得了可观的进展,但也存在工程延误和经费攀升的问题,导致其服役时间从原计划的2002年不断后延。
2004年3月,美国国家审计局指出,ERGM的一些关键技术还没有成熟,建议海军同时评估其它方案。
6个月后,GAO在另一份报告中指出,ERGM的服役时间将推迟到2011年。
这些都为ERGM的前景蒙上了一层阴影。
弹道增程弹药
在ERGM受到国会质疑的情况下,美国海军启动了一项名为“增程弹药”(ERM)的竞争计划,将阿连特技术系统公
司的“弹道增程弹药”(BTERM)纳入考察范围。
2004年5月,阿连特技术系统公司获得一份价值3 000万美元的合同,任务是在16个月内对BTERM-Ⅱ方案进行验证。
美国海军打算在2006年中期对ERGM和BTERM―Ⅱ方案“二选一”,获胜的承包商将在2008-2009年提供60枚样弹用于系统开发论证,2011年实现初始作战能力。
BTERM-Ⅱ由先前的“海军自主支援炮弹”(ANSR)发展而来,后者也是一种远程制导炮弹,采用GPS/INS复合制导和火箭增程技术。
在2002年1月进行的无制导试验中,ANSR由传统的Mk―45 Mod2型和Mod4型舰炮发射,射程分别达到94千米和100千米。
2003年9月,在白沙靶场的第一次制导试验中,ANSR在3分钟内飞行了87千米,圆概率误差为20米。
与ANSR相比,BTERM-Ⅱ在火箭发动机、制导系统等方面进行了改进。
BTERM-Ⅱ与ERGM有不少相似之处,例如同为127毫米口径和1.55米长,同样采用Draper实验室的LCGEU制导系统和火箭增程技术,并在弹体前端设有鸭式舵,射程预计同为111千米。
不同的是,BTERM-II的重量稍轻(46.5千克),结构相对简单,价格更为低廉;沿弹道轨迹飞行,弹体呈旋转状态;不需要特制的发射药,可由现有的
Mk-45Mod2型舰炮发射;战斗部为预置破片钨质壳体,由“哈姆”反辐射导弹战斗部演变而来,重量仅11千克,杀伤性
能出色。
相对欠缺的是,BTERM-Ⅱ的射速较低,仅为5―10发/分,但这一问题可通过为舰炮增加自主弹药识别系统来缓解。
2006年1月21日,阿连特技术系统公司成功地对BTERM-Ⅱ进行了一次无助推近程制导飞行试验,炮弹飞行了13千米,落在距目标2米处。
据称,此次试验达成了全部试验目标,包括炮弹的高过载生存力、炮口飞出情况、制导精度和下落角度等。
2006年春季BTERM-Ⅱ还将进行一系列工程试验,以便为未来的制导与助推飞行试验做准备。
远程对地攻击弹
除了实施“增程弹药”计划外,美国海军目前还在为DD(X)驱逐舰研制“远程对地攻击弹”(LRLAP)。
研制工作由洛克希德?马丁公司承担。
作为一种火箭助推的GPS制导炮弹,LRLAP弹长2.45米,重118千克,携有12千克重的破片杀伤战斗部,预计最大射程可达154千米,从而成为美军历史上射程最远的制导炮弹。
在DD(X)驱逐舰上,该弹将由155毫米62倍口径的“先进舰炮系统”(AGS)发射,射速定为12发/分。
在2005年6月的一次发射试验中,一枚LRLAP成功地达到了制导炮弹有史以来的最远射程――111千米。
在此之
前,洛克希德?马丁公司已先后完成了制导系统的坚固性(是否能经受火炮发射时的巨大加速度)、火箭发动机性能、鸭式舵展开、GPS信号捕获等测试,并完。